Freitag, 24. Mai 2024

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Stadtklima-Simulationen: 3D-Stadtmodelle und die Nutzung von Datenintegration und Visualisierung im Forschungsprojekt BUOLUS

Titelbild © Virtual City Systems
Autor: Henry Willem Farr


Städtische Klimasimulationen spielen eine zentrale Rolle bei der Bewältigung der Herausforderungen, die der Klimawandel und die Stadtentwicklung mit sich bringen. In diesem Artikel werden die technischen Feinheiten städtischer Klimasimulationen untersucht, wobei das BUOLUS-Projekt als anschauliches Beispiel dient. Insbesondere wird die entscheidende Rolle der Datenintegration und der Visualisierung bei der Verbesserung unseres Verständnisses der städtischen Klimadynamik aufgezeigt.

1. Städtische Klimasimulationen:
Das BUOLUS-Projekt

Das BUOLUS-Projekt umfasst sowohl eine Forschungs- und Entwicklungsphase (2018-2022) als auch eine Implementierungs- und Fortführungsphase (2022-2024). Während dieser Phasen arbeiten verschiedene Partner zusammen, um städtische Oberflächen für eine verbesserte Lebensqualität und Klimaresistenz zu optimieren.  

2. Integration von Daten

Einer der grundlegenden technischen Aspekte von Stadtklimasimulationen ist die Integration verschiedener Datensätze. Dieser Prozess beinhaltet die Überbrückung der Kluft zwischen digitalen Darstellungen städtischer Umgebungen, allgemein bekannt als Stadtmodelle, und spezialisierten Stadtklimamodellen. Im Rahmen von BUOLUS spielt Virtual City Systems eine zentrale Rolle beim Aufbau der Schnittstelle, die diesen Datenaustausch ermöglicht.

Bei der Datenintegration geht es nicht nur um Kompatibilität, sondern um die Zusammenführung der unzähligen Datenquellen, die städtische Oberflächen darstellen, von Straßen und Gebäuden bis hin zu Grünflächen und Bäumen. Je umfassender und detaillierter diese Datenintegration ist, desto präziser und zuverlässiger werden die städtischen Klimasimulationen.

Abbildung 1 – Datenintegration am Beispiel Rosenheim im Rahmen des BUOLUS-Projekts von Virtual City Systems

3. Visualisierung der Ergebnisse

Stadtklimasimulationen erzeugen eine große Menge an Daten. Diese Ergebnisse zu verstehen und zu kommunizieren, ist eine technische Herausforderung für sich. An dieser Stelle kommt die 3D-Visualisierung ins Spiel. Im Rahmen des BUOLUS-Projekts setzt Virtual City Systems 3D-Visualisierungstools ein, um komplexe Datensätze in visuell verständliche Formate umzuwandeln.

Die Visualisierung der Simulationsergebnisse ermöglicht es Interessenvertretern, Stadtplanern und der Öffentlichkeit, Einblicke in die möglichen Auswirkungen verschiedener städtebaulicher

Maßnahmen zu gewinnen. Dabei handelt es sich um ein technisches Mittel zur visuell ansprechenden und informativen Darstellung von Daten.

4. Informationsplattformen

Wie das BUOLUS-Projekt zeigt, ist ein entscheidender technischer Aspekt die Schaffung einer Informationsplattform. Diese Plattform soll komplexe Sachverhalte, insbesondere im Zusammenhang mit dem Klimawandel und der Stadtentwicklung, einem breiteren Publikum zugänglich und verständlich machen, auf intuitive und benutzerfreundliche Weise vermittelt.

Abbildung 2 – Visualisierung einer Klimasimulation aus Palm4U des Fraunhofer IBP in der 3D-Stadtmodellplattform für Berlin von Virtual City Systems

5. Technische Herausforderungen und Lösungen

Die Verwaltung der technischen Komponenten der Datenintegration, der Visualisierung und der Entwicklung von Informationsplattformen stellt Herausforderungen dar, die innovative Lösungen erfordern:

  • Datenstandardisierung: Die Datenintegration erfordert die Standardisierung unterschiedlicher Datensätze. Technische Lösungen zur Harmonisierung von Datenformaten und -strukturen sind unerlässlich.
  • Datenverarbeitung: Der Umgang mit umfangreichen Geodaten erfordert effiziente Datenverarbeitungstechniken. Fortgeschrittene Datenmanagementlösungen sind der Schlüssel zur Rationalisierung der Handhabung umfangreicher Datensätze.
  • Visualisierungskompetenz: Die Umwandlung komplexer Daten in überzeugende 3D-Visualisierungen erfordert technisches Fachwissen über Datenvisualisierungs- und 3D-Modellierungstools.
  • Benutzerfreundliches Design: Das Design der Informationsplattform erfordert eine sorgfältige Berücksichtigung der Benutzererfahrung und klare Designprinzipien für die Kommunikation, um komplexe Daten zugänglich zu machen.

6. Auswirkungen und Bedeutung

Die technischen Aspekte, die im Rahmen des BUOLUS-Projekts behandelt werden, haben weitreichende Auswirkungen. Durch die Einrichtung von Schnittstellen, die Erleichterung des Datenaustauschs, die Visualisierung von Ergebnissen und die Schaffung zugänglicher Informationsplattformen werden städtische Klimasimulationen zu einem leistungsstarken Instrument für das Verständnis der Auswirkungen städtebaulicher Maßnahmen auf die Umwelt und die Lebensqualität.

Die Fortbildung Mitarbeitender der Stadtverwaltung hinsichtlich der Nutzung von digitalen Werkzeugen wie dem Palm4U Simulationstool-Framework ist entscheidend für die Inwertsetzung und Skalierung der Ergebnisse die Projekte wie BUOLUS aufzeigen.

PALM-4U ist eine hochmoderne open-source Anwendung zur Modellierung des Stadtklimas, die es städtischen Mitarbeitern und Stadtplanern ermöglicht, die Auswirkungen von Stadtentwicklung und

Klimaschutzmaßnahmen zu simulieren. Das vom Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP entwickelte Benutzeroberfläche nutzt meteorologische und raumbezogene Daten, um die Auswirkungen baulicher Veränderungen, wie Fassadenbegrünung und Baumpflanzungen, auf das Stadtklima zu bewerten. Es identifiziert Hitzestressgebiete und quantifiziert die klimatischen Auswirkungen genau und hilft so, Entscheidungen zu optimieren. Die benutzerfreundliche, cloudbasierte Oberfläche von

PALM-4U ist eine hochmoderne open-source Anwendung zur Modellierung des Stadtklimas, die es städtischen Mitarbeitern und Stadtplanern ermöglicht, die Auswirkungen von Stadtentwicklung und Klimaschutzmaßnahmen zu simulieren. Das vom Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP entwickelte Benutzeroberfläche nutzt meteorologische und raumbezogene Daten, um die Auswirkungen baulicher Veränderungen, wie Fassadenbegrünung und Baumpflanzungen, auf das Stadtklima zu bewerten. Es identifiziert Hitzestressgebiete und quantifiziert die klimatischen Auswirkungen genau und hilft so, Entscheidungen zu optimieren. Die benutzerfreundliche, cloudbasierte Oberfläche von PALM-4U ist vielseitig einsetzbar, und der Open-Source-Charakter fördert die Zusammenarbeit. Diese leistungsstarke Anwendung ist von zentraler Bedeutung für die Verbesserung der Widerstandsfähigkeit des Stadtklimas und der Lebensqualität in Städten.

Projekte wie BUOLUS unterstreichen die Bedeutung der interdisziplinären Zusammenarbeit, bei der Experten aus den Bereichen Umwelt, Klima, Datenintegration, Visualisierung, Stadtplanung und Kommunikation ihre Kräfte bündeln, um praktische und effektive Lösungen für die Herausforderungen des Stadtklimas zu entwickeln. Urbane Klimasimulationen, wie sie das BUOLUS-Projekt darstellt, stehen an vorderster Front, wenn es darum geht, die drängenden Probleme des Klimawandels und der Stadtentwicklung in der heutigen urbanen Landschaft anzugehen.

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